Vědci v Brně vyvinuli kloubní náhradu vyráběnou pacientům na míru. Je šetrná, lehká a odolná

Vědci z Vysokého učení technického v Brně vymysleli novou kloubní náhradu, kterou lze vyrobit pacientům přímo na míru. Jejich technologie tak umožňuje zachovat maximum zdravé tkáně. U současných implantátů totiž musejí lékaři vždy danou kost výrazně upravovat, což někdy způsobuje sekundární zdravotní problémy.

Operace kloubů patří mezi nejčastější chirurgické výkony. Kost se musí upravit na míru zvolenému implantátu, pacient tak přichází o zdravé části tkáně. Oproti tomu se implantát vyvinutý na VUT podřizuje kloubu pacienta, kde nahrazuje jen chrupavku a nekrotickou kostní tkáň. Vzniká totiž na míru na základě modelu, který vychází z CT snímků.

„Standardní řešení vlastně předpokládá výrobu prefabrikovaných implantátů, které se po úpravě kosti řezáním oscilační pilou upraví tak, aby ten implantát a ta kost šly na sebe. Nové řešení zohledňuje fyzický stav kosti pacienta a nasazení je poměrně jednoduché, protože to funguje jako taková klipsa,“ vysvětlil ředitel Ústavu strojírenské technologie FSI VUT Miroslav Píška.

Pacient nepřijde o zdravou tkáň

Pacient tak na rozdíl od současných kloubních náhrad nepřichází v takové míře o zdravou tkáň v okolí kloubu. Právě to může způsobovat nemalé potíže. „To, co cítíte po operaci, je to, že ten kloub je jinak nastavený, v jiných úhlech. Jestliže ten úhel bude větší a budete mít nožku kratší, začnou vás bolet záda, protože se vám zkřiví,“ řekl lékař z fakultní nemocnice v Ostravě Petr Krupa.

To se u kloubů na míru stát nemůže. Vyrábět by se měly speciální technologií, kdy se pomocí elektronového paprsku ve vakuu roztaví kovový prášek, ze kterého pak díky 3D tisku vznikne titanová slitina. Nový implantát je tak výrazně lehčí než současné odlitky, výkovky nebo obrobky, a přitom je dostatečně pevný a odolný.

Hledání vhodného materiálu trvalo roky

Právě hledání vhodného materiálu a technologie zabralo vědeckému týmu roky práce. „Dělali jsme únavové zkoušky a vzorky, které jsme testovali, vydržely až třináct milionů cyklů bez porušení,“ řekl Miroslav Píška. Náhrada kloubu by tak měla vydržet pacientovi až do konce života.

Ke vpravení implantátu do těla pacienta není potřeba robotické ruky, jak vědci dříve zamýšleli. „Místo toho se vytvoří speciální šablona, pomocí které se implantát přesně umístí a zafixuje. Výztužné žebro dodává implantátu vysokou tuhost a odolnost proti poškození, třeba když odoperovaný člověk později upadne,“ popsal Píška.

Potřebné elasticity lze dosáhnout umístěním pružného členu, například ze silikonu, do sestavy protilehlého kusu. „Mechanické vlastnosti je možné dále upravit vzhledem k hmotnosti pacienta a předpokládané dynamice jeho chůze, což uleví mimo jiné i páteři,“ uvedl Píška. Jelikož je pružný díl uvnitř protilehlého kusu, je implantát vhodný i pro pacienty alergické na silikon.

Nový kloubní implantát vědecký tým přihlásil k patentování a řeší, jak ho dostat do klinické praxe. Zájem o něj projevily ortopedické, ale i veterinární kliniky. Pomáhat by totiž mohl i zvířatům.

Operací kloubů bude podle ortopedů přibývat

Ortopedi předpokládají, že velké kloubní náhrady bude v příštích deseti letech potřebovat mnohem více pacientů. Lékaři využívají k operacím stále častěji nejmodernější počítačové metody. Ortopedická klinika Fakulty zdravotnických studií v Masarykově nemocnici v Ústí nad Labem používá například počítačovou navigaci. „Má pomoci k tomu, abychom se zase zbavili dalšího promile pooperačních komplikací. Pokud máme tu možnost něco nového využít, tak to udělat musíme,“ řek přednosta ortopedické kliniky Tomáš Novotný.

Při operaci počítač z obrovského množství dat o kloubu navrhne nejlepší umístění kloubní náhrady tak, aby pacientovi v budoucnu co nejlépe seděla. Dříve kloub lékaři umísťovali za pomoci úhloměrů a mechanických nástrojů. „ Pracujeme se speciálním přístrojem, který funguje jako pistole. Podle toho, co říká navigace, zaměříme jednotlivé okraje toho kloubu,“ popsal přednosta kliniky.

Nový přistroj používají lékaři na ortopedické klinice ústecké nemocnice denně, počet operací přibývá. „Populace je starší, relativně ve vysokém věku. Je zdravější, takže je schopna podstoupit tuto operaci, za zachování nějakých bezpečnostních kritérií,“ vysvětlil ortoped. Navíc lidé také více sportují nebo naopak jsou obézní. Jejich klouby tak dostávají daleko víc zabrat. Jejich výměna se tak časem dotkne téměř každého. 

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Francie výrazně omezí věčné chemikálie. Další státy se na to chystají

Francie výrazně omezí používání takzvaných věčných chemikálií. Dolní komora parlamentu definitivně schválila přísnější regulaci perfluorovaných a polyfluorovaných látek známých pod zkratkou PFAS. Zákon od začátku příštího roku počítá se zákazem prodeje výrobků obsahujících tyto látky, například kosmetiky či oblečení. Firmy, které věčné chemikálie používají, budou muset platit speciální poplatek.
před 1 hhodinou

Očkování proti chřipce může snížit riziko Alzheimerovy choroby

Očkování proti chřipce může podle odborníků snížit riziko Alzheimerovy choroby nebo kardiovaskulárních nemocí. V Česku ho v minulé sezoně podstoupilo méně než devět procent lidí, mezi seniory necelá čtvrtina. Podle průzkumu ho lidé nejčastěji odmítají z časových důvodů, 13 procent nevěří jeho účinnosti a bezpečnosti. Informace zazněly v diskusi o očkování dospělých, kterou hostilo britské velvyslanectví v Praze. Potvrzuje je celá řada studií.
před 2 hhodinami

Tragédie jako v Hradci jsou výjimečné, neměly by měnit chování, říká psycholog

Chování lidí, kteří se stanou agresory, se dá mnohdy předvídat, říká krizový intervent, psycholog a psychoterapeut Tibor Brečka. Zdůrazňuje, že útok v Hradci Králové patří k „neuvěřitelným výjimkám“, podle kterých není dobré měnit pravidla.
před 19 hhodinami

V Hradci pracuje sedm psychologů pro včasnou pomoc, říká expert Vymětal

Poté, co šestnáctiletý útočník zabil nožem v Hradci Králové dvě ženy, může řada dotčených lidí trpět osobními psychologickými krizemi. Psycholog Štěpán Vymětal, který se na podobné situace specializuje, doporučuje lidem soudržnost, státu pak lepší připravenost.
před 23 hhodinami

Poláci pátrali po památkách z války, našli vzácný římský meč

Dva polští milovníci historie pátrali na jihu země za pomoci detektorů kovů po stopách bojů polské armády s vojsky nacistického Německa v září 1939. Nenašli pušky ani kulomety, ale asi dva tisíce let starý římský meč.
včera v 10:38

Evropané změnili barvu kůže později, než se předpokládalo

Vědci z univerzity v italské Ferraře zkoumali, jak se vyvíjela pigmentace kůže, očí a vlasů Evropanů v průběhu posledních 45 tisíc let. Světlejší pigment se podle výzkumu objevoval postupně a nelineárně. Tmavá pleť přitom přetrvávala u mnoha populací až do doby měděné a železné.
včera v 10:00

Experti radí, jak mluvit o AI s dětmi

Umělé inteligence jsou poměrně novým fenoménem na to, aby se s nimi někteří lidé již plně sžili. Proto může být pro rodiče složité najít způsob, jak o AI komunikovat se svými dětmi. Odborný web MIT Technology Review proto oslovil několik expertů, aby se podělili o svá doporučení.
19. 2. 2025

Jako požár na nebi. Češi mohli zpozorovat zánik části rakety Falcon 9

Ve středu nad ránem se lidem ve střední Evropě, včetně České republiky, nabídla nevšední podívaná. Na severním obzoru mohli sledovat zánik lidmi vyrobeného objektu. Podle starších informací mělo jít o jeden ze satelitů systému Starlink, na základě nových dat ale vědci tvrdí, že se jednalo o nosný stupeň rakety Falcon 9 společnosti Space X.
19. 2. 2025Aktualizováno19. 2. 2025
Načítání...